直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹

直流主軸電動機驅(qū)動器有可控硅調(diào)速和脈寬調(diào)制PWM調(diào)速兩種形式。由于脈寬調(diào)制PWM調(diào)速具有很好的調(diào)速性能，因而在對靜動態(tài)性能要求較高的數(shù)控機床進給驅(qū)動裝置上曾***使用。而三相全控可控硅調(diào)速裝置則適于大功率應(yīng)用場合。

從原理上說，直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)與通常的直流調(diào)速系統(tǒng)無本質(zhì)的區(qū)別，決定了直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有以下特點：

① 調(diào)速范圍寬。采用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控機床通常只設(shè)置高、低兩級速度的機械變速機構(gòu)，就能得到全部的主軸變換速度，實現(xiàn)無級變速，因此，它具有較寬的調(diào)速范圍。

② 直流主軸通常采用全封閉的結(jié)構(gòu)形式，可以在有塵埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。

③ 主軸電動機通常采用特殊的熱管冷卻系統(tǒng)，能將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量迅速向外界發(fā)散。此外，為了使發(fā)熱*小，定子往往采用獨特附加磁極，以減小損耗，提率。

④ 直流主軸驅(qū)動器主回路一般采用晶閘管三相全波整流，以實現(xiàn)四象限的運行。

⑤ 主軸控制性能好。為了便于與數(shù)控系統(tǒng)的配合，主軸伺服器一般都帶有D/A轉(zhuǎn)換器、“使能”信號輸入、“準備好”輸出、輸出、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩顯示輸出等信號接口。

⑥ 純電氣主軸定向準停控制功能。無需機械定位裝置，進一步縮短了定位時間。

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伺服驅(qū)動器維修分主板（又叫CPU板）、驅(qū)動板和主回路維修三大塊，主板維修**難，除了早期的直流伺服和部分交流伺服驅(qū)動器采用模擬電路做主板電路外，絕大部分伺服驅(qū)動器采用DSP為主的數(shù)字電路做主板控制**電路，所以伺服驅(qū)動器的主板集成度非常高，元件很小很密，電路一般有很厚的涂層保護膜，這些對維修工程師的動手能力和判斷能力是一個很大的考驗，一般維修過程是先通過**等溶劑溶解涂層后再做電路**，DSP元件資料獲取成了能否修復(fù)主板的關(guān)鍵，如果有完整DSP資料，維修工程師可以大概理清楚該伺服主板的晶振、上電復(fù)位流程和各種I/O、A/D、D/A的工作狀態(tài)，這樣在主要方向確認的基礎(chǔ)上再分析**電路成功的幾率就很高了杭州三菱伺服驅(qū)動器性價比好上海持承自動化設(shè)備有限公司主營驅(qū)動器，如有更多需要，敬請聯(lián)系！

手動調(diào)整增益參數(shù)

調(diào)整速度比例增益KVP值。當伺服系統(tǒng)安裝完后，必須調(diào)整參數(shù)，使系統(tǒng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。首先調(diào)整速度比例增益KVP值．調(diào)整之前必須把積分增益KVI及微分增益KVD調(diào)整至零，然后將KVP值漸漸加大；同時觀察伺服電機停止時足否產(chǎn)生振蕩，并且以手動方式調(diào)整KVP參數(shù)，觀察旋轉(zhuǎn)速度是否明顯忽快忽慢．KVP值加大到產(chǎn)生以上現(xiàn)象時，必須將KVP值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVP值即初步確定的參數(shù)值。如有必要，經(jīng)KⅥ和KVD調(diào)整后，可再作反復(fù)修正以達到理想值。

調(diào)整積分增益KⅥ值。將積分增益KVI值漸漸加大，使積分效應(yīng)漸漸產(chǎn)生。由前述對積分控制的介紹可看出，KVP值配合積分效應(yīng)增加到臨界值后將產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定，如同KVP值一樣，將KVI值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVI值即初步確定的參數(shù)值。

調(diào)整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低超調(diào)量。因此，將KVD值漸漸加大可改善速度穩(wěn)定性。    

調(diào)整位置比例增益KPP值。如果KPP值調(diào)整過大，伺服電機定位時將發(fā)生電機定位超調(diào)量過大，造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。此時，必須調(diào)小KPP值，降低超調(diào)量及避開不穩(wěn)定區(qū)；但也不能調(diào)整太小，使定位效率降低。因此，調(diào)整時應(yīng)小心配合。

不同類型的主軸系統(tǒng)的特點和使用范圍

（1） 普通籠型異步電動機配齒輪變速箱

這是*經(jīng)濟的一種方法主軸配置方式，但只能實現(xiàn)有級調(diào)速，由于電動機始終工作在額定轉(zhuǎn)速下，經(jīng)齒輪減速后，在主軸低速下輸出力矩大，重切削能力強，非常適合粗加工和半精加工的要求。如果加工產(chǎn)品比較單一，對主軸轉(zhuǎn)速沒有太高的要求，配置在數(shù)控機床上也能起到很好的效果；它的缺點是噪音比較大，由于電機工作在工頻下，主軸轉(zhuǎn)速范圍不大，不適合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場合。

（2） 普通籠型異步電動機配簡易型變頻器

可以實現(xiàn)主軸的無級調(diào)速，主軸電動機只有工作在約500轉(zhuǎn)/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況，一般會采用兩擋齒輪或皮帶變速，但主軸仍然只能工作在中高速范圍，另外因為受到普通電動機*高轉(zhuǎn)速的限制，主軸的轉(zhuǎn)速范圍受到較大的限制。

這種方案適用于需要無級調(diào)速但對低速和高速都不要求的場合，例如數(shù)控鉆銑床。國內(nèi)生產(chǎn)的簡易型變頻器較多。

在伺服驅(qū)動器速度閉環(huán)中，電機轉(zhuǎn)子實時速度測量精度對于改善速度環(huán)的轉(zhuǎn)速控制動靜態(tài)特性至關(guān)重要。為尋求測量精度與系統(tǒng)成本的平衡，一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器，與其對應(yīng)的常用測速方法為M/T測速法。M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍，但這種方法有其固有的缺陷，主要包括：1）測速周期內(nèi)必須檢測到至少一個完整的碼盤脈沖，限制了比較低可測轉(zhuǎn)速；2）用于測速的2個控制系統(tǒng)定時器開關(guān)難以嚴格保持同步，在速度變化較大的測量場合中無法保證測速精度。因此應(yīng)用該測速法的傳統(tǒng)速度環(huán)設(shè)計方案難以提高伺服驅(qū)動器速度跟隨與控制性能上海持承自動化設(shè)備有限公司主營驅(qū)動器，如有產(chǎn)品購買，敬請聯(lián)系！安陽尼利可NIRECO驅(qū)動器產(chǎn)品資料

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伺服驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

伺服驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)由電源電路、繼電器板電路、主控板電路、驅(qū)動板電路及功率變換電路組成。電源電路作用，將外部輸入的直流電轉(zhuǎn)換為大小不同的直流電輸出，為后續(xù)的繼電器板、驅(qū)動板、功率變換電路提供直流電源。繼電器板作用，提供直流電完成控制信號、檢測信號傳遞。

機電一體化的伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，類型繁多，但從自動控制理論的角度來分析，伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器，被控對象，執(zhí)行環(huán)節(jié)，檢測環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)等五部分。

比較環(huán)節(jié)

比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號的環(huán)節(jié)，通常由專門的電路或計算機來實現(xiàn)。

控制器

控制器通常是計算機或PID控制電路，其主要任務(wù)是對比較元件輸出的偏差信號進行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動作。

執(zhí)行環(huán)節(jié)

執(zhí)行環(huán)節(jié)的作用是按控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機械能，驅(qū)動被控對象工作。機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機或液壓，氣動伺服機構(gòu)等。

被控對象

機械參數(shù)量包括位移，速度，加速度，力，和力矩為被控對象。

檢測環(huán)節(jié)

檢測環(huán)節(jié)是指能夠?qū)敵鲞M行測量并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置，一般包括傳感器和轉(zhuǎn)換電路。

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